Metamateriais Mecânicos e Suas Aplicações em Engenharia

Na última década, os metamateriais mecânicos têm atraído atenção crescente devido aos seus novos princípios de design que combinam o conceito de arquitetura hierárquica com efeitos de tamanho de material em micro/nanoscala. Essa estratégia demonstrou apresentar desempenho mecânico superior que nos permite colonizar regiões inexploradas no espaço das propriedades materiais, incluindo razões de ultr alta resistência para densidade, resiliência extraordinária e capacidades de absorção de energia com constituintes quebradiços. Nos últimos anos, metamateriais com comportamentos mecânicos sem precedentes, como razão de Poisson negativa, torção sob forças uniaxiais e expansão térmica negativa, também foram realizados. Isso abre um novo caminho para uma ampla variedade de aplicações multifunctionais, por exemplo, em armazenamento de energia, biomedicina, acústica, fotônica e gestão térmica. Aqui, as teorias científicas fundamentais por trás dessa classe de metamateriais novos, juntamente com suas técnicas de fabricação e aplicações potenciais na engenharia além da mecânica, são revisadas. Exemplos explorados incluem os avanços recentes tanto para aplicações mecânicas quanto funcionais. Finalmente, os desafios atuais e os desenvolvimentos futuros neste campo emergente também são discutidos.